探索中學(xué)信息技術(shù)的Python之路

袁濤

摘要：本文從中學(xué)生學(xué)習(xí)Python的必要性、重要性出發(fā)，介紹了Python學(xué)習(xí)過程中教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容的選擇。以Turtle繪圖為例，詳細(xì)介紹了具體的教學(xué)過程。

關(guān)鍵詞：中學(xué)生;Python;Turtle

中圖分類號(hào)：TP311? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）23-0254-02

Abstract： Starting from the necessity and importance of learning Python for middle school students， this article introduces the selection of teaching objectives， teaching methods， and teaching content in the process of learning Python. Taking Turtle drawing as an example， the specific teaching process is introduced in detail.

Key words： middle school student; Python; Turtle

1 中學(xué)學(xué)習(xí)Python的必要性

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》2017版中提到，普通高中信息技術(shù)課程旨在全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維。具備計(jì)算思維的學(xué)生，在信息活動(dòng)中能夠采用計(jì)算機(jī)可以處理的方式分析問題、界定問題、處理問題，還可以遷移到與之相關(guān)的其他問題解決中。

發(fā)展計(jì)算思維的重要載體就是編程教育，其關(guān)注的是利用信息技術(shù)解決問題的能力，強(qiáng)調(diào)學(xué)生信息化認(rèn)知方式的發(fā)展，強(qiáng)調(diào)學(xué)生利用信息技術(shù)思考與解決問題的能力。通過學(xué)習(xí)編程，讓學(xué)生掌握基本的計(jì)算思維，學(xué)習(xí)能力將大幅提升，有助于改進(jìn)其他各個(gè)學(xué)科的學(xué)習(xí)效果。簡(jiǎn)單來說，編程就是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過程。編程可以使學(xué)生由游戲的使用者變成游戲的開發(fā)者，用數(shù)據(jù)理解、分析并解決問題。編程對(duì)其他學(xué)科提升也有很大幫助，包括數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科，在學(xué)習(xí)編程的過程中提高了學(xué)生的邏輯思維能力、學(xué)習(xí)能力、注意力等，這些對(duì)于構(gòu)建其他學(xué)科的思維幫助特別大，同時(shí)也有助于成績(jī)的提升。

Python是一門很容易上手的編程語言，重算法，輕語法，閱讀一個(gè)良好的Python程序就像是在讀英語文章一樣。它使你能夠?qū)Ｗ⒂诮鉀Q問題而不是去搞明白語言本身。此外，Python的標(biāo)準(zhǔn)庫和第三方庫很龐大，比如要實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能，其他編程語言可能需要 100 行代碼，而 Python 可能只需要幾行代碼，因?yàn)槠渌幊陶Z言什么都要得從頭開始，而 Python 已經(jīng)內(nèi)置了很多常見功能，我們只需要導(dǎo)入相關(guān)庫，然后調(diào)用一個(gè)函數(shù)即可。

因此，Python的學(xué)習(xí)對(duì)于中學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展是有很大促進(jìn)作用的。

2 Python教學(xué)過程

（1）教學(xué)目標(biāo)

中學(xué)生學(xué)習(xí)Python和大學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)不一樣，不是為了做軟件開發(fā)的，主要是為了提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維。終極目標(biāo)就是學(xué)會(huì)利用信息技術(shù)解決問題，發(fā)展學(xué)生信息化的認(rèn)知水平，提高學(xué)生利用信息技術(shù)思考與解決問題的能力。所以，學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、教學(xué)方法的選擇、教學(xué)內(nèi)容的選擇都至關(guān)重要。

（2）教學(xué)方法

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低甚至消除學(xué)生對(duì)編程學(xué)習(xí)的抵觸心理，我們選擇任務(wù)驅(qū)動(dòng)法和案例教學(xué)法相結(jié)合的教學(xué)方法，讓學(xué)生先學(xué)會(huì)去解決問題，而不是搞清楚語法是什么。先學(xué)會(huì)用Python去解決問題，在解決問題的過程中，將簡(jiǎn)單語法滲透，這個(gè)環(huán)節(jié)，最重要的是學(xué)習(xí)興趣，只要讓學(xué)生對(duì)Python編程感興趣了，就會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，下一步才有學(xué)習(xí)具體語法的渴望。

（3）教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容的選擇非常重要，不能按照傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語言的講法，先介紹語法，再介紹算法，最后再使用。中學(xué)生的知識(shí)認(rèn)知水平還沒有達(dá)到一步一步搞清楚語法的層面，所以要選擇直觀的、效果很明顯的、學(xué)生很熟悉的、理解起來很容易的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解。例如，Python中的海龜繪圖，只需要了解運(yùn)行軌跡，就可以繪制常見幾何圖形。幾何圖形對(duì)于中學(xué)生很熟悉，軌跡他們理解起來也很容易，所以Turtle 繪圖知識(shí)點(diǎn)可以用來吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生對(duì)Python產(chǎn)生興趣。

本文中以Turtle繪圖為例，詳細(xì)地介紹了整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法的運(yùn)用以及教學(xué)效果的展示。

從生活中神奇的圖形入手，讓學(xué)生了解Python的簡(jiǎn)單繪圖模塊—Turtle。Turtle在使用時(shí)非常方便，不需要了解復(fù)雜的算法，只需要清楚作圖軌跡，就可以很輕松的繪制各種圖形。并通過操作實(shí)踐活動(dòng)讓學(xué)生理解并掌握Python turtle相關(guān)的語法知識(shí)點(diǎn)。讓學(xué)生通過編寫繪制直線、正方形等程序，體驗(yàn)繪圖過程中，程序的作用，分析并了解其工作過程，對(duì)程序的具體作用加以認(rèn)識(shí)。

Turtle是Python中的一個(gè)簡(jiǎn)單繪圖工具，用它繪圖非常方便。使用Turtle繪制圖形時(shí)，它會(huì)顯示出一個(gè)箭頭，該箭頭在一個(gè)橫軸為x、縱軸為y的坐標(biāo)系中，從原點(diǎn)（0，0）位置開始，按照所繪圖形的軌跡繪制圖形。

1）Turtle中的常用函數(shù)：

前進(jìn) turtle.forward（）;

左轉(zhuǎn) turtle. left（）;

右轉(zhuǎn) turtle.right（）;

除了這些之外還有速度、顏色和填充等常用函數(shù)，幫助我們更好地繪制圖形。

2）Turtle導(dǎo)入方法：

在使用之前要先將Turtle導(dǎo)入到Python中;

import? turtle? as? t

探究活動(dòng)一：在畫布中繪制一條長(zhǎng)度為100像素的紅色直線。思考了解Turtle繪圖的方法和函數(shù)的功能。

總結(jié)Turtle 繪圖原理：使用Turtle繪制圖形時(shí)，顯示出的箭頭我們又稱為“海龜”。我們可以把箭頭想象成一只海龜在窗體正中間，由程序控制在畫布上游走，走過的軌跡形成了繪制的圖形。（同時(shí)我們還可以變換海龜?shù)念伾蛯挾鹊龋@里海龜就是我們的畫筆（箭頭））。

思考：怎樣從繪制直線到繪制圖形？（以正方形為例）

繪制方法：先繪制一條直線，然后左轉(zhuǎn)90度，再繪制同樣長(zhǎng)度的直線，再次左轉(zhuǎn)90度，依次再重復(fù)兩次上述操作，即可繪制出正方形。

探究活動(dòng)二：在畫布中繪制一個(gè)邊長(zhǎng)為100像素的正方形。（畫筆顏色為藍(lán)色，填充顏色是紅色。）

評(píng)價(jià)并總結(jié)回顧本節(jié)課主要內(nèi)容，加深對(duì)Turtle繪圖和其原理的了解。

思考：編寫繪制等邊五邊形的程序;通過思考題，激發(fā)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。把信息技術(shù)的教育延伸到課外。

（4）教學(xué)效果

對(duì)于中學(xué)生而言，Python語法的邏輯性還是有一定的難度的，所以用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法結(jié)合案例教學(xué)法，先引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，接下來由教師帶著他們完成任務(wù)，在看到成果后，學(xué)生會(huì)有自豪感，會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。在成果的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單介紹語法，為了后續(xù)解決其他問題做準(zhǔn)備。這樣的教學(xué)方法，讓學(xué)生接受起來比較容易，也不容易產(chǎn)生厭學(xué)心理。

3 總結(jié)

我們一直致力于把提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維作為中學(xué)信息技術(shù)課的終極目標(biāo)，經(jīng)過很多年的課程改革，成果初顯。將Python選入中學(xué)信息技術(shù)課，是社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)物，是人工智能和大數(shù)據(jù)時(shí)代的必然。Python以其易上手、易理解的特點(diǎn)被眾多學(xué)習(xí)者追捧，Python 可滿足中學(xué)生的零起點(diǎn)教學(xué)，可實(shí)現(xiàn)以最少的代碼解決最復(fù)雜的問題，是中學(xué)信息技術(shù)編程語言的首選。

【通聯(lián)編輯：梁書】